بررسی ریزساختار، خواص مکانیکی و الکتریکی آلیاژ برنج cu-30zn تولیدشده به روش فورج چندگانه

در این پژوهش آلیاژ برنج cu30zn به وسیله فرآیند فورج چندگانه (mdf) تا 6 پاس در دمای محیط تغییر شکل پلاستیک شدید یافت. پس از تولید نمونه ها ریزساختار، خواص مکانیکی و الکتریکی بررسی شد. خواص مکانیکی نمونه ها پس از هر مرحله فرآیند mdf با استفاده از آزمون های سختی و پانچ برشی و کشش در دمای محیط اندازه گیری شد. همچنین خواص الکتریکی نمونه ها به روش جریان گردابی اندازه گیری شد. نتایج حاصل از بررسی ریزساختار نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی همراه با آنالیز ebsd نشان داد که پس از 6 پاس فرآیند mdf، اندازه دانه نمونه اولیه آنیل شده از حدود 230میکرون به کمتر از یک میکرون کاهش یافت. به علاوه کاهش اندازه دانه همراه با فرآیند لغزش، شکل گیری دوقلویی ها و باندهای برشی در جهت مشخص بود. طبق نتایج به دست آمده بعد از 6 پاس mdf، خواص مکانیکی بهبود قابل توجهی داشت. فرآیند mdf منجر به افزایش 212درصدی در سختی، افزایش به ترتیب 105 و 73درصدی در استحکام های تسلیم و نهایی برشی و افزایش به ترتیب 298 و 190 درصدی استحکام های تسلیم و نهایی کششی شد. نتایج بررسی هدایت الکتریکی نشان داد در اثر فرآیند mdf، هدایت الکتریکی آلیاژ cu30z، به مقدار اندکی کاهش یافت. لذا با مقایسه نتایج خواص مکانیکی و الکتریکی می توان گفت در فرآیند mdf می توان به آلیاژی با استحکام بسیار بالا بدون کاهش قابل توجه در هدایت الکتریکی دست یافت.

Microstructure, Mechanical, and Electrical Properties of Cu-30Zn Alloys Produced by Multi-Directional Forging

In this research, Cu30Zn alloy was subjected to severe plastic deformation (SPD) by MultiDirectional Forging (MDF) process up to 6 passes at room temperature. After the samples fabrication, microstructure, mechanical, and electrical properties were investigated. Mechanical properties of the samples were measured by shear punch, tensile, and hardness tests at room temperature after each pass of MDF process. In addition, electrical properties of the samples were evaluated by Eddy Current method. The results of microstructure characterization by scanning electron microscopy equipped with EBSD attachment showed that the grain size of the initial annealed specimen reduced from about 230 micro;m to less than 1 micro;m, after 6 passes of MDF process. Furthermore, grain size reduction was accompanied by slip process, formation of twinning, and shear bonds in a specific direction. According to the results, mechanical properties were significantly improved after 6 passes of MDF. MDF process led to a 212% increase in hardness, enhancement of 105% and 73% in shear yield and ultimate shear strengths, and also improvement of 298% and 190% in tensile yield and ultimate tensile strengths, respectively. The results of the electrical conductivity showed that the electrical conductivity of the Cu30Z alloy reduced slightly during the MDF process. Comparison of mechanical and electrical properties results demonstrated that highstrength alloys can be obtained in the MDF process without significantly reduction in the electrical conductivity.